Düzenli egzersiz, Parkinson hastalığında uzun vadede beyin bağlantılarını yeniden sağlayabilir

Kuzeydoğu Ohio Üniversitesi Hastaneleri ve Gaziler İşleri Sağlık Sistemi'nde (Cleveland Fonksiyonel Elektriksel Uyarım Merkezi (FES) aracılığıyla) yürütülen yeni bir çalışma ipuçları sunuyor: Uzun vadeli dinamik egzersiz programlarının Parkinson hastalarında beyin sinyalleri üzerinde daha önce düşünülenden daha geniş bir iyileştirici etkiye sahip olabileceğini gösteriyor.

Araştırmacılar, katılımcıların derin beyin stimülasyonu (DBS) cihazlarından alınan kayıtları kullanarak, uzun vadeli egzersiz programlarının Parkinson hastalığı nedeniyle zarar gören bağlantıları nasıl "yeniden etkinleştirebileceğini" değerlendirdi.

Önceki çalışmalardan farklı olarak bu çalışmada, Parkinson hastalığı olan hastalarda ikinci nesil DBS cihazları ve uzun süreli dinamik döngü programı kullanılarak motor semptomların hafifletilmesiyle ilişkili beyin değişikliklerinin deşifre edilmesi amaçlandı.

Çalışmanın ayrıntıları Clinical Neurophysiology dergisinde yayımlandı.

Pilot çalışma, aynı zamanda Üniversite Hastaneleri'nde araştırma başkan yardımcısı, nöroloji profesörü ve Cleveland FES Merkezi'nin yardımcı tıbbi direktörü olan UH&VA'dan nörolog Dr. Aasef Shaikh tarafından yönetildi.

Makalenin baş yazarı Prajakta Joshi, Cleveland Üniversitesi Hastaneleri'ndeki Shaikh Laboratuvarı'nda ve Cleveland'daki Louis Stokes VA Tıp Merkezi'ndeki FES Merkezi'nde biyomedikal mühendisliği alanında doktora adayıdır.

Dr. Shaikh, "Dinamik bisiklet antrenmanının Parkinson hastalığındaki titremeyi tedavi etmede faydalı olduğunu yıllardır gösteriyoruz," dedi. "Yeni çalışma, uzun süreli antrenmanın beyindeki sinir bağlantılarını nasıl yeniden yapılandırabileceğini görselleştirmek için derin beyin stimülasyonu ve sürekli bir egzersiz programının kullanımını da ekliyor."

Dr. Shaikh, çalışmanın bir diğer benzersiz ve önemli unsurunun, iki tıp sistemi arasındaki iş birliği olduğunu ve bu sayede daha geniş bir katılımcı havuzunun işe alınmasına olanak sağlandığını sözlerine ekledi.

Aralarında askerlerin de bulunduğu Parkinson hastalığı olan katılımcılardan, dört hafta boyunca 12 seans dinamik bisiklet antrenmanı yapmaları istendi. Tüm katılımcılara daha önce motor semptomları tedavi etmek için derin beyin stimülasyon cihazları implante edilmişti ve elektrotların yerleştirildiği bölgedeki beyin sinyalleri eş zamanlı olarak ölçüldü.

Çalışmanın bir diğer önemli yönü de adaptif bisiklet programıydı. Bu teknoloji, egzersiz bisikletinin hastanın pedal çevirme şeklini "öğrenmesini" sağlıyor.

Örneğin, bir oyun ekranı izlerken, bisikletçilerden dakikada 80 devirde pedal çevirmeleri ve bu hızı yaklaşık 30 dakika boyunca korumaları istendi. Pedallama yoğunluğu, ekranda, verilen parametreler dahilinde, suyun üzerinde tutulması gereken bir balon olarak gösterildi.

Ancak makinenin uyarlanabilirliği, katılımcıların ne kadar efor sarf etmeleri gerektiği konusunda tereddüt etmelerine neden oldu. Bisikletin motoru, katılımcıların 80 rpm'ye ulaşmalarına yardımcı olurken, aynı zamanda eforlarına bağlı olarak direnci artırıp azaltıyordu. Araştırmacılar, bu "itme ve çekme" mekanizmasının özellikle Parkinson semptomlarının tedavisinde faydalı olduğuna inanıyor.

Çalışmanın ortak yazarlarından Kent State Üniversitesi'nden doktora öğrencisi Lara Shigo, 80 rpm'nin bir kişinin normalde pedal çevirdiğinden daha hızlı olduğunu, ancak motorun bu hızı korumasına yardımcı olduğu için bu hızın yorgunluğa neden olmadığını söylüyor.

Etkileyici sonuçlar

Her seans öncesi ve sonrasında implante edilen DBS elektrotlarından beyin sinyal kayıtları alındı.

Dr. Shaikh, "Amacımız, Parkinson patolojisinin oluştuğu beyindeki elektrotların yerleştirildiği bölgedeki egzersizin kısa ve uzun vadeli etkilerini anlamaktı" dedi.

Araştırmacılar beyin sinyallerinde hemen bir değişiklik bulamadılar ancak 12 seanstan sonra motor kontrol ve hareketten sorumlu sinyallerde ölçülebilir değişiklikler olduğunu fark ettiler.

Joshi ve ekibi şunları kaydetti: "Mevcut DBS sistemleri beyin aktivitesi hakkında yeni bilgiler sağlasa da, yalnızca elektrotların yerleştirildiği bölgelerden gelen sinyalleri kaydetmekle sınırlıdır. Katkıda bulunabilecek diğer beyin bölgeleri henüz keşfedilmemiştir."

Joshi, temel içgörüyü şöyle açıklıyor: "Daha geniş bir devre söz konusu olabilir. Egzersiz, birden fazla yükselen ve alçalan yolu etkileyebilir ve motor semptomlarda iyileşmeye aracılık eden ağ düzeyinde bir değişikliğe neden olmamız mümkün."

Joshi, ek araştırmaların daha fazla cevap sağlayabileceğini de ekliyor: "İyi haber şu ki, bir sonraki çalışmalarımız bizi Parkinson hastalığı için devrim niteliğinde ve kişiselleştirilmiş tedavilere yaklaştırabilir."